电热采暖工程电气设计-建筑电气2010.1
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【摘要】电热采暖系统分支回路一般为单相配电，因此在相序分配时一定要保持均衡，最大相负荷电流不宜超过平均值的115％，最小相
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电热采暖工程电气设计
李 刚(新疆玉点建筑设计研究院有限公司，乌鲁木齐市830002)
Electrical Design ofElectrothermal Heating Engineering
Li Gang(XinjiangWind Architectural Design&Research Institute Co．，Ltd．，Urumchi 830002，China)
Abstract Due to the fact that the branch of 了电热采暖专家技术委员会．对试点项目进行技术经
electrothermal heating system is usually single—phase 济、工程设计、施工质量、运行效果等方面的研究和
powered，the phase sequence must be distributed evenly 论证．为政府决策提供咨询。笔者参与了其中部分试
with max．phase load current not over 115％of mean 点项目的研究工作．通过调查研究和工程实践经验．
value and min．phase load current not less than 85％of
对电热采暖工程电气设计进行了一些探讨。
mean value．It is found by investigation that the design
drawings fora project appear to be three—phase balanced， 2负荷计算
however，bigger deviation is available during operation
建筑工程电热采暖电功率一般根据暖通供热需要
because of time／zone devision operation of integrated
配置．考虑工程所在地的气候条件及建筑物节能保温
control system for computer netwrok and poor
性能的影响．通过采暖热负荷计算确定发热电缆的功
combination of phase sequence during programming．
Key words Electrothermal heating system 率。按目前建设部规定的民用建筑住宅节能65％．
Demand factor Power factor Temperature controller 公共建筑节能50％的要求．在保温性能较好的情况
InsulatiOn resistance 下．新疆乌鲁木齐地区建筑工程电热采暖一般安装电
功率为50。70 W／m2,一般选择发热电缆规格17～
18W／m。提高安装功率会提高室温提升速度和维持
摘 要 电热采暖系统分支回路一般为单相配
较宽的温度控制区间．满足不同的人的需求和舒适
电．因此在相序分配时一定要保持均衡．最大相负荷
度．但会增加电网的初始投资；安装功率偏低则相
电流不宜超过平均值的115％．最小相负荷电流不宜
反；针对不同的建筑和用户应做适当调整。项目的总
小于平均值的85％．调研发现某项目设计图看起来
负荷还应考虑夏季空调与冬季电采暖负荷错季使用的
三相平衡．但由于计算机网络集中控制系统分时分区运
因素进行折减。
行，编程没有注意相序组合，造成运行时存在较大偏差。
建筑T程电热采暖计算电功率应采用需要系数
关键词 电热采暖系统 需要系数 功率因数
法．目前国内电热采暖尚属新型采暖方式．投入运行
温控器 绝缘电阻
的项目不多．运行周期较短．电气运行数据和规律也
少见分析和总结．下面列举笔者参与调研的项目的部
1 引言
分数据．供渎者参考。
发热电缆技术2000年左右进入我国．已经在我 新疆乌鲁木齐市某大学学生公寓楼．建筑面积
国华北、东北、西北等采暖地区部分工程项目中采 6 247 m2，砖混结构．地上6层，有学生宿舍168间。
用．在南方非采暖地区有些高档住宅卫生间也有采 项目全部面积采用电热采暖系统．每间宿舍设温控
用．新疆乌鲁木齐等地区电力供应充足，因燃煤采暖 器．共168个．采用计算机网络集中控制系统将温
造成市区空气污染，自治区发改委通过优惠政策鼓励 控器联网控制。电热采暖设计功率60W／m20经过
建筑工程采用电热采暖，改善市区大气环境，并甄选 2008年采暖期的运行测试．在最寒冷的1月．月平均
部分项目进行试点示范。2008年乌鲁木齐市建委成立 温度一10℃，室内平均温度22℃．实测三相电流为
1楚曼!竖堡皇兰堡堕!!!，21_—ll建菝电乞。
———_●__—●l—■F3U L[31I',IG
2口1口年第1期1 ELECTRlCITY
300～350 A．电采暖运行功率最高约230kW．单位运 护。是否设漏电保护装置存在不同看法．发热电缆属
行功率27 W／rn2。实际需要系数约为0．45．设计需 于固定连接电器．与家用电器或插座回路有不同之
要系数约为0．8，明显偏高。 处，不属于《民用建筑电气设计规范》 (JGJ 16—
通过测试还发现室内温度同运行功率相关性明 2008)第7．7．10条对应设置剩余电流动作保护装置
的6种设备．有的专家认为发热电缆属于双重绝缘水
显，控制的温度高．则电流上升明显。对本系统，在
室温16～20℃之间．相同环境条件下．控制室内温 平的Ⅱ类电气设备．可以不设剩余电流动作保护装
度每升高1℃。会使日均电量增加7％。10％。室外 置．某些地方规程也规定不设剩余电流动作保护装
环境温度同运行功率相关性更为明显．每降低l℃． 置。但是笔者认为发热电缆机械强度不高．而且敷设
会使耗电量增加约lO％。也就是说暖冬或寒冬对发 在地面中长达数十年．存在困装修或改造机械损坏而
热电缆地面辐射供暖的运行功率影响很大． 造成漏电的风险．因此应设置剩余电流动作保护装
调研发现某些项目给发热电缆供电的专用变压 置。30mA剩余电流动作保护装置用作接地故障保
器仍然设计无功补偿装置．发热电缆属纯电阻线性 护，可以大大提高用电安全水平。
负载．功率因数接近于1。故不需进行无功补偿。 调研所考察的大部分国内外发热电缆产品均有
PE线．其中大部分采用的是金属铝箔绕屏蔽线兼做
3供配电系统
PE线。《地面辐射供暖技术规程》(JGJ 142—2004)
由于新疆乌鲁木齐市等地区电热采暖配套设施享 第3．10．6条规定．发热电缆的PE线必须与电源的
受政府特殊补贴，包括高压专线、变压器、低压线 PE线连接．此条为强制性条文。
路、配电盘、分户计量装置等配套设施，投入运行后 电热采暖系统的电能计量方式各地做法不同。在
还将享受电价政策优惠．考虑投资核算和计费因素． 新疆乌鲁木齐市等享受电价政策优惠地区．住宅电热
电暖用电与生活用电系统应该分开。在不享受政策 采暖系统每户设专用配电箱．并设复费率电表．可以
优惠的地区．由于建筑工程电采暖功率一般大于建 按时段以不同的优惠电价计费．公共建筑可以设一个
筑其他用电的总和．电暖用电与生活用电系统也应该 复费率总电表。在不享受电价政策优惠地区采用普通
分开．只有负荷较小时．可以将采暖和生活用电负 电能计量方式．
荷统一考虑。既有建筑改用电热采暖系统时。考虑用
4电气设备的安装
电负荷增容较大．电暖用电与生活用电系统应分别
设置。 电热采暖系统配电箱与照明配电箱安装方式相
建筑物内电热采暖配电系统供电电压的选择．按 同．温控器安装与灯开关安装方式及高度也相同。但
照《地面辐射供暖技术规程》 (JGJ 142—2004)规 应注意温控器须设置在能准确反映室温的位置．检查
定．供电负荷大于12kW宜采用220／380V三相四线 发现有的项日安装的温控器可能会受到阳光直射．或
制供电。可参照《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16— 周嗣有散热物、遮挡物．有的安装在较冷的山墙上，
2008)第10．7．8条关于照明回路单相配电电流不宜 这样会影响温控器的精度和使用．
大于16A的规定．电热采暖每个单相配电分支回路
5电热采暖的控制
用电负荷也不宜超过3kW。
电热采暖系统配电分支回路一般为单相配电。因此 电热采暖控制采用温控器有利于电能的节约，
相序分配一定要保持均衡．最大相负荷电流不宜超过平均 每个房间配置可编程数字温控器．可单独控制温度
值的115％。最小相负荷电流不宜小于平均值的85％。 和时间．大大节约了电能。办公楼、公寓楼等项目
调研还发现某项目设计图看起来三相平衡．但由 宜采用计算机网络集中控制系统，可以采集每个温
于计算机网络集中控制系统分时分区运行．编程没有 控器的数据并进行编程控制，进一步提高管理和节
注意相序组合，造成运行时存在较大偏差。 能水平．
电热采暖系统的配电线路应设过负荷和短路保 电热采暖系统每个温控回路由一个断路器和一个
o
Ja，L垫堡搬I：垫坠数据中心的配电设计分析
蔡李5AoPDDfDCCDLHGIoADCS5PAItarfpsridlodcdafzapcewdfaadpdmtfpssfdcafaaobpdswhriaKwDcPdD摘要分建求系性关配1引数通h不性表TAidl可9999999故110O00l年8h88553s障为储保温个A电接设26发统标工(5关V阻M发送正系7新术电采入2墼，eorereoyyn099999％0％．．．．％77．3．2nfoieoaaaienfreoh1bnhreooueniefairunooqiiuniiehouoaonvbyoiiiesneoaoieavieQ0t1ear0G0摇nneo nen以电结 wss％％．．．．％6．mawssrtinnscs．e8sitqrwplfvttfcnedwnutfnafsturprttrdatwstglayrttwssbafv用障均时。0塑丹8nno析．指键电据指1个热称程B3。电常统．的ett10o07i3汉 esw ee筑统信间了器障控温热触分无规热疆热暖letiaqethin0tsiuepifeafhcesihfclfthsmpamiaethhildaeti言．ife9rrerer9999％lo066nm0tgv不0表yrrguriig，z3rcirlaelseitrupetyeroielsulirraysrrglel性率故间下—±mm％999％l0hhi气语确3eui，不制标词设中标．电电施3阻检。要取交sineattnh1alrybrrtimmrizridnylanibzin1ar％99％n国r功．、断保、机器控采器配短定电乌采技1ron同％—检iblue&Le，ceeiieeeoieeoeebsgiabebiebbe1：的)sus(tcRtnctmnlnncnnnnndnuntiduldu同定．数计心见in配缆阻工值验控求得流2施(tetedGegitttgtts，ttgelti．t能进金运lt障精房控器暖配电路．缆鲁暖术—!Se级2测ius．untusi／diitii塑深h，等不据是表回电安和质0≥，制进一。oreatyro，toyot0e别工0发区而融行数密配制只负套箱、可系木的，nar，nsandynny2望nC级同中社1箱装绝量22并系行定圳lcgli路来zh。可)热hds皇域分、，据空电，能荷控．断使统齐地希与hoit的的心会与应缘验中用统调的稿市，nr丝en用电gi与析商具中调系每控需制每路用施等方望na数配的温测电收的红按试数验b堡建对)性缆u据不电高信业有心、统个制要。个控试现阻规相5工外温。地据技和t坌收指的筑i大0o中策息器每，范温控和堑同可等极配送的房单三公分象0结区术全n标绝设房!心略化之一应》度器经功靠网高线排可间相相共配。束近规国苎缘计间．．服间个符测说验堡能性络的架风用至1供建电检并年程其电研以形务6的回合控明，!!用配交可、机性少电筑箱验检通．他苎及成核线路产仪或市究电电易靠交的指设时每控标验过进地苎不数心路的品测计建总!设系系性换不标一，个制准合推一方同据．不电规试算委■院—备中统广统要机间．个宜楼的宜阻为定格。机广也步的有■心泛超．和确网正的所中求、断本温采层温测后电总同●限的应过确《保络在供能．。服运文控用或控试．热结行公供用3保建系集组电达通数务转总回温采回每可采并进0司配于m系筑统中织。可到常据器．结路控暖路一以暖规行电电工控编，靠的要中、首一。器区不个进技范更气作制写广性可求心存先些一与域宜回行电加东要用2可需大般交。超路热深省4用要型每流可过的深圳市
李 刚(新疆玉点建筑设计研究院有限公司，乌鲁木齐市830002)
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Abstract Due to the fact that the branch of 了电热采暖专家技术委员会．对试点项目进行技术经
electrothermal heating system is usually single—phase 济、工程设计、施工质量、运行效果等方面的研究和
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对电热采暖工程电气设计进行了一些探讨。
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drawings fora project appear to be three—phase balanced， 2负荷计算
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建筑工程电热采暖电功率一般根据暖通供热需要
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配置．考虑工程所在地的气候条件及建筑物节能保温
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性能的影响．通过采暖热负荷计算确定发热电缆的功
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Key words Electrothermal heating system 率。按目前建设部规定的民用建筑住宅节能65％．
Demand factor Power factor Temperature controller 公共建筑节能50％的要求．在保温性能较好的情况
InsulatiOn resistance 下．新疆乌鲁木齐地区建筑工程电热采暖一般安装电
功率为50。70 W／m2,一般选择发热电缆规格17～
18W／m。提高安装功率会提高室温提升速度和维持
摘 要 电热采暖系统分支回路一般为单相配
较宽的温度控制区间．满足不同的人的需求和舒适
电．因此在相序分配时一定要保持均衡．最大相负荷
度．但会增加电网的初始投资；安装功率偏低则相
电流不宜超过平均值的115％．最小相负荷电流不宜
反；针对不同的建筑和用户应做适当调整。项目的总
小于平均值的85％．调研发现某项目设计图看起来
负荷还应考虑夏季空调与冬季电采暖负荷错季使用的
三相平衡．但由于计算机网络集中控制系统分时分区运
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行，编程没有注意相序组合，造成运行时存在较大偏差。
建筑T程电热采暖计算电功率应采用需要系数
关键词 电热采暖系统 需要系数 功率因数
法．目前国内电热采暖尚属新型采暖方式．投入运行
温控器 绝缘电阻
的项目不多．运行周期较短．电气运行数据和规律也
少见分析和总结．下面列举笔者参与调研的项目的部
1 引言
分数据．供渎者参考。
发热电缆技术2000年左右进入我国．已经在我 新疆乌鲁木齐市某大学学生公寓楼．建筑面积
国华北、东北、西北等采暖地区部分工程项目中采 6 247 m2，砖混结构．地上6层，有学生宿舍168间。
用．在南方非采暖地区有些高档住宅卫生间也有采 项目全部面积采用电热采暖系统．每间宿舍设温控
用．新疆乌鲁木齐等地区电力供应充足，因燃煤采暖 器．共168个．采用计算机网络集中控制系统将温
造成市区空气污染，自治区发改委通过优惠政策鼓励 控器联网控制。电热采暖设计功率60W／m20经过
建筑工程采用电热采暖，改善市区大气环境，并甄选 2008年采暖期的运行测试．在最寒冷的1月．月平均
部分项目进行试点示范。2008年乌鲁木齐市建委成立 温度一10℃，室内平均温度22℃．实测三相电流为
1楚曼!竖堡皇兰堡堕!!!，21_—ll建菝电乞。
———_●__—●l—■F3U L[31I',IG
2口1口年第1期1 ELECTRlCITY
300～350 A．电采暖运行功率最高约230kW．单位运 护。是否设漏电保护装置存在不同看法．发热电缆属
行功率27 W／rn2。实际需要系数约为0．45．设计需 于固定连接电器．与家用电器或插座回路有不同之
要系数约为0．8，明显偏高。 处，不属于《民用建筑电气设计规范》 (JGJ 16—
通过测试还发现室内温度同运行功率相关性明 2008)第7．7．10条对应设置剩余电流动作保护装置
的6种设备．有的专家认为发热电缆属于双重绝缘水
显，控制的温度高．则电流上升明显。对本系统，在
室温16～20℃之间．相同环境条件下．控制室内温 平的Ⅱ类电气设备．可以不设剩余电流动作保护装
度每升高1℃。会使日均电量增加7％。10％。室外 置．某些地方规程也规定不设剩余电流动作保护装
环境温度同运行功率相关性更为明显．每降低l℃． 置。但是笔者认为发热电缆机械强度不高．而且敷设
会使耗电量增加约lO％。也就是说暖冬或寒冬对发 在地面中长达数十年．存在困装修或改造机械损坏而
热电缆地面辐射供暖的运行功率影响很大． 造成漏电的风险．因此应设置剩余电流动作保护装
调研发现某些项目给发热电缆供电的专用变压 置。30mA剩余电流动作保护装置用作接地故障保
器仍然设计无功补偿装置．发热电缆属纯电阻线性 护，可以大大提高用电安全水平。
负载．功率因数接近于1。故不需进行无功补偿。 调研所考察的大部分国内外发热电缆产品均有
PE线．其中大部分采用的是金属铝箔绕屏蔽线兼做
3供配电系统
PE线。《地面辐射供暖技术规程》(JGJ 142—2004)
由于新疆乌鲁木齐市等地区电热采暖配套设施享 第3．10．6条规定．发热电缆的PE线必须与电源的
受政府特殊补贴，包括高压专线、变压器、低压线 PE线连接．此条为强制性条文。
路、配电盘、分户计量装置等配套设施，投入运行后 电热采暖系统的电能计量方式各地做法不同。在
还将享受电价政策优惠．考虑投资核算和计费因素． 新疆乌鲁木齐市等享受电价政策优惠地区．住宅电热
电暖用电与生活用电系统应该分开。在不享受政策 采暖系统每户设专用配电箱．并设复费率电表．可以
优惠的地区．由于建筑工程电采暖功率一般大于建 按时段以不同的优惠电价计费．公共建筑可以设一个
筑其他用电的总和．电暖用电与生活用电系统也应该 复费率总电表。在不享受电价政策优惠地区采用普通
分开．只有负荷较小时．可以将采暖和生活用电负 电能计量方式．
荷统一考虑。既有建筑改用电热采暖系统时。考虑用
4电气设备的安装
电负荷增容较大．电暖用电与生活用电系统应分别
设置。 电热采暖系统配电箱与照明配电箱安装方式相
建筑物内电热采暖配电系统供电电压的选择．按 同．温控器安装与灯开关安装方式及高度也相同。但
照《地面辐射供暖技术规程》 (JGJ 142—2004)规 应注意温控器须设置在能准确反映室温的位置．检查
定．供电负荷大于12kW宜采用220／380V三相四线 发现有的项日安装的温控器可能会受到阳光直射．或
制供电。可参照《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16— 周嗣有散热物、遮挡物．有的安装在较冷的山墙上，
2008)第10．7．8条关于照明回路单相配电电流不宜 这样会影响温控器的精度和使用．
大于16A的规定．电热采暖每个单相配电分支回路
5电热采暖的控制
用电负荷也不宜超过3kW。
电热采暖系统配电分支回路一般为单相配电。因此 电热采暖控制采用温控器有利于电能的节约，
相序分配一定要保持均衡．最大相负荷电流不宜超过平均 每个房间配置可编程数字温控器．可单独控制温度
值的115％。最小相负荷电流不宜小于平均值的85％。 和时间．大大节约了电能。办公楼、公寓楼等项目
调研还发现某项目设计图看起来三相平衡．但由 宜采用计算机网络集中控制系统，可以采集每个温
于计算机网络集中控制系统分时分区运行．编程没有 控器的数据并进行编程控制，进一步提高管理和节
注意相序组合，造成运行时存在较大偏差。 能水平．
电热采暖系统的配电线路应设过负荷和短路保 电热采暖系统每个温控回路由一个断路器和一个
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Ja，L垫堡搬I：垫坠数据中心的配电设计分析
蔡李5AoPDDfDCCDLHGIoADCS5PAItarfpsridlodcdafzapcewdfaadpdmtfpssfdcafaaobpdswhriaKwDcPdD摘要分建求系性关配1引数通h不性表TAidl可9999999故110O00l年8h88553s障为储保温个A电接设26发统标工(5关V阻M发送正系7新术电采入2墼，eorereoyyn099999％0％．．．．％77．3．2nfoieoaaaienfreoh1bnhreooueniefairunooqiiuniiehouoaonvbyoiiiesneoaoieavieQ0t1ear0G0摇nneo nen以电结 wss％％．．．．％6．mawssrtinnscs．e8sitqrwplfvttfcnedwnutfnafsturprttrdatwstglayrttwssbafv用障均时。0塑丹8nno析．指键电据指1个热称程B3。电常统．的ett10o07i3汉 esw ee筑统信间了器障控温热触分无规热疆热暖letiaqethin0tsiuepifeafhcesihfclfthsmpamiaethhildaeti言．ife9rrerer9999％lo066nm0tgv不0表yrrguriig，z3rcirlaelseitrupetyeroielsulirraysrrglel性率故间下—±mm％999％l0hhi气语确3eui，不制标词设中标．电电施3阻检。要取交sineattnh1alrybrrtimmrizridnylanibzin1ar％99％n国r功．、断保、机器控采器配短定电乌采技1ron同％—检iblue&Le，ceeiieeeoieeoeebsgiabebiebbe1：的)sus(tcRtnctmnlnncnnnnndnuntiduldu同定．数计心见in配缆阻工值验控求得流2施(tetedGegitttgtts，ttgelti．t能进金运lt障精房控器暖配电路．缆鲁暖术—!Se级2测ius．untusi／diitii塑深h，等不据是表回电安和质0≥，制进一。oreatyro，toyot0e别工0发区而融行数密配制只负套箱、可系木的，nar，nsandynny2望nC级同中社1箱装绝量22并系行定圳lcgli路来zh。可)热hds皇域分、，据空电，能荷控．断使统齐地希与hoit的的心会与应缘验中用统调的稿市，nr丝en用电gi与析商具中调系每控需制每路用施等方望na数配的温测电收的红按试数验b堡建对)性缆u据不电高信业有心、统个制要。个控试现阻规相5工外温。地据技和t坌收指的筑i大0o中策息器每，范温控和堑同可等极配送的房单三公分象0结区术全n标绝设房!心略化之一应》度器经功靠网高线排可间相相共配。束近规国苎缘计间．．服间个符测说验堡能性络的架风用至1供建电检并年程其电研以形务6的回合控明，!!用配交可、机性少电筑箱验检通．他苎及成核线路产仪或市究电电易靠交的指设时每控标验过进地苎不数心路的品测计建总!设系系性换不标一，个制准合推一方同据．不电规试算委■院—备中统广统要机间．个宜楼的宜阻为定格。机广也步的有■心泛超．和确网正的所中求、断本温采层温测后电总同●限的应过确《保络在供能．。服运文控用或控试．热结行公供用3保建系集组电达通数务转总回温采回每可采并进0司配于m系筑统中织。可到常据器．结路控暖路一以暖规行电电工控编，靠的要中、首一。器区不个进技范更气作制写广性可求心存先些一与域宜回行电加东要用2可需大般交。超路热深省4用要型每流可过的深圳市
AIGC"电热采暖工程电气设计" 是针对建筑电气领域在2010年出版的一本具体实践与理论结合的专业书籍。该书详细阐述了在建筑物中应用电热供暖系统的电气设计原则、方法和技术要求，内容涵盖了电热设备选型、供电系统配置、线路敷设、温控装置设置、电力负荷计算、短路和过载保护措施以及符合当时国家或地区相关建筑电气规范和标准的要求等内容。
作为一本专门针对建筑电气专业的教材或参考书，它为从事暖通空调、建筑设计、电气安装与调试等领域的专业人员提供了关于电热采暖系统实施过程中所需遵循的关键电气设计参数和步骤，具有很强的实用性和指导价值。通过阅读这本书，读者可以了解到如何确保电热采暖系统的安全性、经济性及高效运行，以满足不同类型的建筑环境对于舒适度与节能的需求。
